JPWO2013183438A1 - Microscope equipment - Google Patents
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Abstract
顕微鏡装置(1)は、光源(2)と、光源(2)からの光で被検体(S)を照明する照明光学系(3)であり、光強度分布を調整可能な空間光変調素子(10)を有する照明光学系(3)と、被検体(S)からの光を結像する結像光学系(4)と、結像光学系(4)からの光に基づき被検体(S)の画像を生成する固体撮像素子(5)と、空間光変調素子(10)を調整可能な制御装置(6)であり、第1の照明光で被検体(S)を照明するときに固体撮像素子(5)から出力される第1の画像に基づいて、空間光変調素子(10)を調整して被検体(S)を第2の照明光で照明する制御装置(6)と、を備える。The microscope apparatus (1) is a light source (2) and an illumination optical system (3) that illuminates a subject (S) with light from the light source (2), and a spatial light modulator (adjustable light intensity distribution). 10) an illumination optical system (3), an imaging optical system (4) for imaging light from the subject (S), and the subject (S) based on the light from the imaging optical system (4). The solid-state imaging device (5) that generates the image of the image and the control device (6) that can adjust the spatial light modulation device (10), and solid-state imaging when the subject (S) is illuminated with the first illumination light A control device (6) that adjusts the spatial light modulation element (10) based on the first image output from the element (5) and illuminates the subject (S) with the second illumination light. .
Description
本発明は、被検体を観察するための顕微鏡装置に関する。
本願は、2012年6月5日に出願された特願2012−127911号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a microscope apparatus for observing a subject.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-127911 for which it applied on June 5, 2012, and uses the content here.
光学式の顕微鏡装置としては、明視野顕微鏡や位相差顕微鏡などが従来より用いられている。このうち、明視野顕微鏡では、円形の絞りを可変に調整することで、照明光の光強度分布を調整している。また、観察者の判断で形状の異なる絞りを選択して使用することもある。一方、位相差顕微鏡では、リング絞り及び位相リングを用いて照明光の光強度分布を形成している。 As an optical microscope apparatus, a bright field microscope, a phase contrast microscope, and the like have been conventionally used. Among these, in the bright field microscope, the light intensity distribution of the illumination light is adjusted by variably adjusting the circular diaphragm. In addition, a diaphragm having a different shape may be selected and used at the discretion of the observer. On the other hand, in the phase contrast microscope, the light intensity distribution of illumination light is formed using a ring stop and a phase ring.
照明光の光強度分布は、観察対象である被検体の画像に大きな影響を及ぼすため、上述した円形の絞りや、リング絞り及び位相リング等に改良を加えて、良好な被検体の画像が得られるように様々な工夫がなされている(例えば、特許文献1を参照。)。 Since the light intensity distribution of the illumination light has a large effect on the image of the subject to be observed, the circular aperture, the ring aperture and the phase ring described above are improved to obtain a good image of the subject. Various ideas have been made (see, for example, Patent Document 1).
例えば、下記特許文献1では、位相リングのリング状に設けられたリング領域を取り囲むように変調部を設け、変調部と、この変調部以外の領域との透過軸の方向が異なるように形成することで、コントラストを連続的に可変する位相差顕微鏡が開示されている。 For example, in Patent Document 1 below, a modulation unit is provided so as to surround a ring region provided in a ring shape of a phase ring, and the modulation unit and a region other than the modulation unit are formed so that the directions of transmission axes are different. Thus, a phase contrast microscope is disclosed in which the contrast is continuously variable.
しかしながら、上述した従来の顕微鏡装置では、絞りの形状がある程度決まっているために、照明光の光強度分布の調整に制限があった。また、絞りの形状を選択する場合も、観察者の判断又は経験を元にして選択されるため、絞りの形状が必ずしも観察中の被検体の像を最良の状態で観察できる形状になっているわけではなかった。さらに、位相差顕微鏡の場合、リング絞りと位相リングの位置は固定されているために、それらの形状を自由に選択することができず、最適の状態で被検体を観察することが困難であった。 However, in the above-described conventional microscope apparatus, since the shape of the stop is determined to some extent, the adjustment of the light intensity distribution of the illumination light is limited. In addition, when the shape of the diaphragm is selected, it is selected based on the judgment or experience of the observer, so that the shape of the diaphragm is not necessarily the best shape for observing the image of the subject under observation. That wasn't true. Furthermore, in the case of a phase contrast microscope, since the positions of the ring diaphragm and the phase ring are fixed, their shapes cannot be freely selected, and it is difficult to observe the subject in an optimal state. It was.
本発明の態様は、被検体に照射される照明光の光強度分布を最適化し、良好な被検体の画像を得ることによって、被検体を最適の状態で観察することが可能な顕微鏡装置を提供することを目的とする。 Aspects of the present invention provide a microscope apparatus capable of observing a subject in an optimal state by optimizing the light intensity distribution of illumination light irradiated on the subject and obtaining a good subject image. The purpose is to do.
本発明の態様に従えば、光源と、光源からの光で被検体を照明する照明光学系であり、光強度分布を調整可能な空間光変調素子を有する照明光学系と、被検体からの光を結像する結像光学系と、結像光学系からの光に基づき被検体の画像を生成する固体撮像素子と、空間光変調素子を調整可能な制御装置であり、第1の照明光で被検体を照明するときに固体撮像素子から出力される第1の画像に基づいて、空間光変調素子を調整して被検体を第2の照明光で照明する制御装置と、を備えた顕微鏡装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, a light source, an illumination optical system that illuminates the subject with light from the light source, an illumination optical system that includes a spatial light modulation element capable of adjusting the light intensity distribution, and light from the subject An image forming optical system that forms an image of the object, a solid-state image sensor that generates an image of the subject based on light from the image forming optical system, and a control device that can adjust the spatial light modulation element. A microscope apparatus comprising: a control device that adjusts the spatial light modulation element and illuminates the subject with the second illumination light based on the first image output from the solid-state imaging device when the subject is illuminated. Is provided.
本発明の態様によれば、被検体に照射される照明光の光強度分布を最適化し、良好な被検体の画像を得ることによって、被検体を最適の状態で観察することが可能な顕微鏡装置が提供される。 According to the aspect of the present invention, a microscope apparatus capable of observing a subject in an optimal state by optimizing the light intensity distribution of illumination light irradiated on the subject and obtaining a good subject image Is provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合がある。また、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the drawings used in the following description may schematically show portions that are features for convenience in order to make the features easy to understand. In addition, the dimensional ratios of the respective constituent elements are not always the same as actual.
(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態として図1に示す顕微鏡装置1について説明する。
なお、図1は、第1の実施形態として示す顕微鏡装置1の概略構成図である。(First embodiment)
First, a microscope apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described as a first embodiment.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a microscope apparatus 1 shown as the first embodiment.
第1の実施形態として図1に示す顕微鏡装置1は、観察対象である被検体Sに照明光Lを照射し、被検体Sからの透過光によって得られた被検体Sの拡大像を観察する明視野顕微鏡を構成するものである。 A microscope apparatus 1 shown in FIG. 1 as a first embodiment irradiates a subject S to be observed with illumination light L and observes an enlarged image of the subject S obtained by transmitted light from the subject S. It constitutes a bright field microscope.
具体的に、この顕微鏡装置1は、照明光Lを出射する光源2と、光源2からの照明光Lを被検体Sに照射する照明光学系3と、被検体Sからの透過光Lpを結像する結像光学系4と、結像光学系4により結像された透過光Lpを受光し電気信号に変換して被検体Sの画像を生成する固体撮像素子5と、各部の制御を行う制御部6とを備えている。 Specifically, the microscope apparatus 1 combines the light source 2 that emits the illumination light L, the illumination optical system 3 that irradiates the subject S with the illumination light L from the light source 2, and the transmitted light Lp from the subject S. The imaging optical system 4 for imaging, the solid-state imaging device 5 that receives the transmitted light Lp imaged by the imaging optical system 4 and converts it into an electrical signal to generate an image of the subject S, and controls each part. And a control unit 6.
照明光学系3と結像光学系4との間には、ステージ7が配置されている。ステージ7は、被検体Sが設置される設置面7aを有している。また、ステージ7は、その面内において互いに直交する2つの方向(図1中に示すX軸方向及びY軸方向)に移動操作される。これにより、被検体Sの観察位置を任意に変更することが可能となっている。
さらに、ステージ7は、高さ方向(図1中に示すZ軸方向)に移動操作される構成であってもよい。A stage 7 is disposed between the illumination optical system 3 and the imaging optical system 4. The stage 7 has an installation surface 7a on which the subject S is installed. The stage 7 is moved and operated in two directions (X-axis direction and Y-axis direction shown in FIG. 1) orthogonal to each other in the plane. Thereby, it is possible to arbitrarily change the observation position of the subject S.
Further, the stage 7 may be configured to be moved in the height direction (Z-axis direction shown in FIG. 1).
以下では、光源2から出射された照明光Lの光軸(光束の中心軸)をZ軸方向とし、このZ軸と直交する面内において互いに直交する2つの方向をX軸方向及びY軸方向として説明する。なお、図1では、光源2から出射された照明光Lを破線で模式的に示している。 In the following, the optical axis (center axis of the light beam) of the illumination light L emitted from the light source 2 is defined as the Z-axis direction, and two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the Z-axis are the X-axis direction and the Y-axis direction. Will be described. In FIG. 1, illumination light L emitted from the light source 2 is schematically shown by a broken line.
光源2は、例えば白色光などの可視光又はその近傍の波長域の光を照明光Lとして照射する。光源2には、反射鏡等を利用して自然光や白色蛍光灯、白色電球などの外部光源からの光を照明光Lとして用いることができる。また、光源2には、ハロゲンランプやタングステンランプなどの内部光源からの光を照明光Lとして用いることができる。 The light source 2 irradiates, as illumination light L, visible light such as white light or light in a wavelength region in the vicinity thereof. As the light source 2, natural light or light from an external light source such as a white fluorescent lamp or a white light bulb can be used as the illumination light L using a reflecting mirror or the like. Further, as the light source 2, light from an internal light source such as a halogen lamp or a tungsten lamp can be used as the illumination light L.
また、光源2には、発光ダイオード(LED)等を用いてもよい。この場合、光源2は、例えば赤、青、緑の各波長の光を発するLEDの組み合わせにより構成することができる。また、これら波長の異なるLEDの点灯及び消灯を制御することによって、光源2が発する照明光の波長を可変に制御できるため、このようなLEDを光源2に用いた場合は、後述する波長フィルタ9を省略することも可能である。 The light source 2 may be a light emitting diode (LED) or the like. In this case, the light source 2 can be composed of, for example, a combination of LEDs that emit light of each wavelength of red, blue, and green. In addition, since the wavelength of illumination light emitted from the light source 2 can be variably controlled by controlling the turning on and off of the LEDs having different wavelengths, when such an LED is used for the light source 2, a wavelength filter 9 described later is used. Can be omitted.
照明光学系3は、光源2側から順に、第1のコンデンサレンズ8と、波長フィルタ9と、空間光変調素子10と、第2のコンデンサレンズ11とが配置された構成を有している。 The illumination optical system 3 has a configuration in which a first condenser lens 8, a wavelength filter 9, a spatial light modulation element 10, and a second condenser lens 11 are arranged in this order from the light source 2 side.
第1のコンデンサレンズ8及び第2のコンデンサレンズ11は、光源2から出射された照明光Lをステージ7上の被検体Sに集光させる。 The first condenser lens 8 and the second condenser lens 11 collect the illumination light L emitted from the light source 2 on the subject S on the stage 7.
波長フィルタ9は、照明光Lの波長を特定の範囲内に制限する。波長フィルタ9には、例えば特定範囲の波長の光のみを透過するバンドパスフィルタが用いられる。また、波長フィルタ9は、着脱可能とされており、それぞれ異なる波長の光を透過する複数のバンドパスフィルタを予め用意しておき、その入れ替えを行うことによって、波長フィルタ9を透過する照明光Lの波長を選択的に調整することが可能となっている。 The wavelength filter 9 limits the wavelength of the illumination light L within a specific range. As the wavelength filter 9, for example, a band pass filter that transmits only light in a specific range of wavelengths is used. The wavelength filter 9 is detachable, and a plurality of band pass filters that transmit light of different wavelengths are prepared in advance, and the illumination light L that passes through the wavelength filter 9 is exchanged. It is possible to selectively adjust the wavelength.
なお、波長フィルタ9は、固体撮像素子5において特定の波長の光を受光させることを目的としているため、その配置については特に限定されることはない。上述した第1のコンデンサレンズ8と空間光変調素子10との間に波長フィルタ9が配置された構成に限らず、光源2と固体撮像素子5との間の何れの光路中に配置することが可能である。 The wavelength filter 9 is intended to receive light of a specific wavelength in the solid-state imaging device 5, and therefore the arrangement thereof is not particularly limited. It is not limited to the configuration in which the wavelength filter 9 is disposed between the first condenser lens 8 and the spatial light modulator 10 described above, but may be disposed in any optical path between the light source 2 and the solid-state image sensor 5. Is possible.
空間光変調素子10は、結像光学系4の瞳位置に対して共役となる位置に配置されている。空間光変調素子10は、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布を可変に調整するもの(絞り)である。この絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)10aの形状や大きさ等を自由に変化させることが可能となっている。 The spatial light modulator 10 is disposed at a position that is conjugate with the pupil position of the imaging optical system 4. The spatial light modulator 10 is an element (a diaphragm) that variably adjusts the light intensity distribution of the illumination light L irradiated to the subject S. It is possible to freely change the shape, size, and the like of the aperture (area through which the illumination light L passes) 10a.
空間光変調素子10としては、例えば図2Aに示すような液晶パネル(液晶素子)12を用いることができる。具体的に、図2Aに示す空間光変調素子10は、液晶パネル12を挟んだ両側に一対の偏光板13a,13bが配置された構造を有する。空間光変調素子10では、液晶パネル12の面内に配置された各ドットの印加電圧を制御することによって、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布(開口10aの形状や大きさ等)を任意に変化させることが可能となっている。 As the spatial light modulator 10, for example, a liquid crystal panel (liquid crystal element) 12 as shown in FIG. 2A can be used. Specifically, the spatial light modulator 10 shown in FIG. 2A has a structure in which a pair of polarizing plates 13 a and 13 b are arranged on both sides of the liquid crystal panel 12. In the spatial light modulator 10, the light intensity distribution of the illumination light L irradiated on the subject S (the shape and size of the opening 10 a) is controlled by controlling the voltage applied to each dot arranged in the plane of the liquid crystal panel 12. Etc.) can be arbitrarily changed.
また、空間光変調素子10としては、例えば図2Bに示すようなデジタルミラーデバイス(DMD)14を用いることができる。具体的に、DMD14は、その傾きを変えることができる微小な鏡(マイクロミラー)を面内に複数並べて配置したものから構成される。空間光変調素子10では、各鏡の傾きを任意に切り換えながら、照明光Lの反射方向を制御することによって、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布(開口10aの形状や大きさ等)を任意に変化させることが可能となっている。 Further, as the spatial light modulator 10, for example, a digital mirror device (DMD) 14 as shown in FIG. 2B can be used. Specifically, the DMD 14 is configured by arranging a plurality of minute mirrors (micromirrors) whose inclination can be changed in a plane. In the spatial light modulation element 10, the light intensity distribution of the illumination light L (the shape and size of the opening 10a) applied to the subject S is controlled by controlling the reflection direction of the illumination light L while arbitrarily switching the inclination of each mirror. Etc.) can be arbitrarily changed.
空間光変調素子10としては、例えばエレクトロクロミック素子(図示せず。)を用いてもよい。このエレクトロクロミック素子は、透明電極とエレクトロクロミック層とを組み合わせた積層構造から構成される。エレクトロクロミック層に電圧が印加されると、その電圧が印加された領域のエレクトロクロミック層が可逆的に電解酸化又は還元反応して、その領域での照明光Lの透過又は不透過が可逆的に変化する。
したがって、空間光変調素子10として、このようなエレクトロクロミック素子を用いた場合も、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布(開口10aの形状や大きさ等)を任意に変化させることが可能である。なお、エレクトロクロミック素子として、例えば特開平8−220568号公報に開示されているものなどを用いることができる。As the spatial light modulation element 10, for example, an electrochromic element (not shown) may be used. This electrochromic element has a laminated structure in which a transparent electrode and an electrochromic layer are combined. When a voltage is applied to the electrochromic layer, the electrochromic layer in the region where the voltage is applied reversibly undergoes electrolytic oxidation or reduction reaction, and the transmission or non-transmission of the illumination light L in that region is reversible. Change.
Therefore, even when such an electrochromic element is used as the spatial light modulation element 10, the light intensity distribution (the shape and size of the opening 10a) of the illumination light L irradiated to the subject S is arbitrarily changed. It is possible. As the electrochromic element, for example, one disclosed in JP-A-8-220568 can be used.
また、空間光変調素子10としては、例えば電気刺激の印加によって透過率等の特定の光学特性が変化する電気活性材料が封入され、TFT等の電極が形成された複数の空間を有する光学素子(図示せず。)を用いてもよい。この光学素子は、密封封止されアレイ状に形成されたセルを有しており、各セルには電気活性材料が封入されている。そして、各セルには電極が形成されてセル毎に独立に電圧を印加することができ、各セルの印加電圧を制御することで、セルを光が透過する状態及び光を透過しない状態を可逆的に変化させることができる。
したがって、空間光変調素子10として、このような光学素子を用いた場合も、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布(開口10aの形状や大きさ等)を任意に変化させることが可能である。なお、このような光学素子については、例えば特表2010−507119号公報に開示されているものを用いることができる。In addition, as the spatial light modulator 10, for example, an optical element having a plurality of spaces in which an electroactive material whose specific optical characteristics such as transmittance are changed by application of electrical stimulation is encapsulated and electrodes such as TFTs are formed ( (Not shown) may be used. This optical element has cells that are hermetically sealed and formed in an array, and each cell is filled with an electroactive material. An electrode is formed in each cell, and a voltage can be applied independently for each cell. By controlling the voltage applied to each cell, the state where light is transmitted through the cell and the state where light is not transmitted are reversible. Can be changed.
Therefore, even when such an optical element is used as the spatial light modulation element 10, the light intensity distribution (the shape and size of the opening 10a) of the illumination light L irradiated to the subject S can be arbitrarily changed. Is possible. As such an optical element, for example, the one disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2010-507119 can be used.
結像光学系4は、図1に示すように、対物レンズ15を有して構成されている。対物レンズ15は、被検体Sからの透過光Lpを固体撮像素子5の受光面上に結像させる。 The imaging optical system 4 includes an objective lens 15 as shown in FIG. The objective lens 15 images the transmitted light Lp from the subject S on the light receiving surface of the solid-state imaging device 5.
固体撮像素子5は、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどの受光波長の異なる受光素子を複数有するものから構成される。固体撮像素子5は、上述した結像光学系4により結像された透過光Lpを受光し電気信号(画像信号)に変換して制御部6に出力する。 The solid-state imaging element 5 is configured by a plurality of light receiving elements having different light receiving wavelengths, such as a CCD image sensor and a CMOS image sensor. The solid-state imaging device 5 receives the transmitted light Lp imaged by the imaging optical system 4 described above, converts it into an electrical signal (image signal), and outputs it to the control unit 6.
制御部6は、コンピュータ(CPU)等から構成される。制御部6は、その内部に記録された制御プログラムに従って、顕微鏡装置1の各部を駆動するための制御等を行う。また、制御部6は、各部の制御を実行するための演算等を行う。制御部6には、例えば液晶表示パネルなどのモニター(表示部)16が接続されている。 The control unit 6 includes a computer (CPU) and the like. The control unit 6 performs control for driving each unit of the microscope apparatus 1 according to a control program recorded therein. Moreover, the control part 6 performs the calculation etc. for performing control of each part. For example, a monitor (display unit) 16 such as a liquid crystal display panel is connected to the control unit 6.
以上のような構造を有する顕微鏡装置1では、光源2から出射された照明光Lが第1のコンデンサレンズ8を通過することによって、平行な照明光Lに変換される。その後、この平行な照明光Lが波長フィルタ9を透過することによって、特定の波長の照明光Lが空間光変調素子10に入射する。
そして、空間光変調素子10の開口10aを通過した照明光Lが第2のコンデンサレンズ11を通過することによって、平行な照明光Lに変換される。その後、この平行な照明光Lがステージ7の設置面7a上に載置された被検体Sに照射される。In the microscope apparatus 1 having the above structure, the illumination light L emitted from the light source 2 is converted into parallel illumination light L by passing through the first condenser lens 8. Thereafter, the parallel illumination light L passes through the wavelength filter 9 so that the illumination light L having a specific wavelength is incident on the spatial light modulator 10.
Then, the illumination light L that has passed through the opening 10 a of the spatial light modulator 10 is converted into parallel illumination light L by passing through the second condenser lens 11. Thereafter, the parallel illumination light L is irradiated to the subject S placed on the installation surface 7 a of the stage 7.
そして、被検体Sからの透過光Lpを対物レンズ15が固体撮像素子5の受光面上に結像させることによって、固体撮像素子5が受光した透過光Lpを電気信号(画像信号)に変換して制御部6に出力する。これにより、制御部6が被検体Sの画像を生成し、その画像をモニター16に表示することが可能となっている。 Then, the transmitted light Lp from the subject S is imaged on the light receiving surface of the solid-state imaging device 5 by the objective lens 15, thereby converting the transmitted light Lp received by the solid-state imaging device 5 into an electric signal (image signal). To the control unit 6. Thus, the control unit 6 can generate an image of the subject S and display the image on the monitor 16.
ところで、本実施形態の顕微鏡装置1では、被検体Sを観察するのに最適な画像を得るために、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布を最適化するための制御を行っている。 By the way, in the microscope apparatus 1 of the present embodiment, in order to obtain an optimal image for observing the subject S, control for optimizing the light intensity distribution of the illumination light L applied to the subject S is performed. ing.
具体的に、制御部6は、空間光変調素子10(第1モード)が光源2からの照明光Lを基に(下記の調整前に)形成した第1の照明光を被検体Sに照射したときに、固体撮像素子5が生成する被検体Sの第1の画像を取得する制御を行う。
制御部6は、この第1の画像に基づいて、空間光変調素子10(第2モード)が被検体Sに照射される第1の照明光の光強度分布を調整し、空間光変調素子10が第1の照明光の光強度分布の調整後に形成した第2の照明光を被検体Sに照射したときに、固体撮像素子5が生成する被検体Sの第2の画像を取得する制御を行う。
すなわち、制御部6の制御の下で、照明光学系3は、第1モードの空間光変調素子10を介して第1の照明光で被検体Sを照明する。固体撮像素子5は、第1の照明光で照明された被検体Sの像を含む、結像光学系4からの光を受光する。制御部6は、固体撮像素子5から出力される第1の画像に関する信号に基づいて、空間光変調素子10を第2モードに調整する。照明光学系3は、第2モードの空間光変調素子10を介して第2の照明光で被検体Sを照明する。固体撮像素子5は、第2の照明光で照明された被検体Sの像を含む、結像光学系4からの光を受光するとともに、第2の画像に関する信号を出力する。Specifically, the control unit 6 irradiates the subject S with the first illumination light formed by the spatial light modulation element 10 (first mode) based on the illumination light L from the light source 2 (before the following adjustment). Then, control is performed to acquire the first image of the subject S generated by the solid-state imaging device 5.
Based on the first image, the controller 6 adjusts the light intensity distribution of the first illumination light that is irradiated onto the subject S by the spatial light modulator 10 (second mode), and the spatial light modulator 10 Controls to acquire the second image of the subject S generated by the solid-state imaging device 5 when the subject S is irradiated with the second illumination light formed after adjusting the light intensity distribution of the first illumination light. Do.
In other words, under the control of the control unit 6, the illumination optical system 3 illuminates the subject S with the first illumination light via the spatial light modulation element 10 in the first mode. The solid-state imaging device 5 receives light from the imaging optical system 4 including an image of the subject S illuminated with the first illumination light. The control unit 6 adjusts the spatial light modulation element 10 to the second mode based on the signal related to the first image output from the solid-state imaging element 5. The illumination optical system 3 illuminates the subject S with the second illumination light via the spatial light modulation element 10 in the second mode. The solid-state imaging device 5 receives light from the imaging optical system 4 including an image of the subject S illuminated with the second illumination light, and outputs a signal related to the second image.
第1の照明光については、その光軸と直交する面内において等方的な光強度分布を有する照明光Lを用いることができる。この等方的な光強度分布を有する照明光Lを得るためには、例えば、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布が円形となるように、制御部6が空間光変調素子10を制御する。すなわち、空間光変調素子10の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)10aを、例えば図3Aに示すような円形とする制御を行う。 For the first illumination light, the illumination light L having an isotropic light intensity distribution in a plane orthogonal to the optical axis can be used. In order to obtain the illumination light L having this isotropic light intensity distribution, for example, the controller 6 causes the spatial light modulation element so that the light intensity distribution of the illumination light L applied to the subject S is circular. 10 is controlled. That is, control is performed so that the aperture of the diaphragm (region through which the illumination light L passes) 10a of the spatial light modulator 10 is circular as shown in FIG. 3A, for example.
また、絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)10aは、対物レンズ15の瞳(対物瞳)を完全に覆う大きさとする。すなわち、絞りの開口10aの外径dは、対物瞳よりも大きくなっている。 The aperture of the stop (area through which the illumination light L passes) 10a has a size that completely covers the pupil (objective pupil) of the objective lens 15. That is, the outer diameter d of the aperture 10a of the diaphragm is larger than the objective pupil.
なお、等方的な光強度分布を有する照明光Lとしては、上述した円形状の光強度分布を有する照明光L以外にも、例えば円環状の光強度分布を有する照明光Lを用いることができる。この場合、制御部6は、空間光変調素子10の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)10aを、例えば図3Bに示すような円環状とする制御を行う。 As the illumination light L having an isotropic light intensity distribution, for example, the illumination light L having an annular light intensity distribution is used in addition to the illumination light L having a circular light intensity distribution described above. it can. In this case, the control unit 6 performs control so that the aperture (the region through which the illumination light L passes) 10a of the spatial light modulation element 10 has an annular shape as shown in FIG. 3B, for example.
そして、制御部6は、第1の照明光を被検体Sに照射したときに、固体撮像素子5が生成する被検体Sの第1の画像を取得する。例えば、図4(a)は、第1の照明光を用いて得られた第1の画像の一例を示す顕微鏡写真である。 Then, the control unit 6 acquires a first image of the subject S generated by the solid-state imaging device 5 when the subject S is irradiated with the first illumination light. For example, FIG. 4A is a photomicrograph showing an example of a first image obtained using the first illumination light.
次に、制御部6は、被検体Sを観察するのに最適な画像(第2の画像)を得るために、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布を調整する制御を行う。すなわち、制御部6は、1つのパラメータとして設定された光強度分布を有する第1の照明光を、被検体Sを観察するのに最適な光強度分布を有する第2の照明光に変換するための演算を行う。 Next, the control unit 6 performs control to adjust the light intensity distribution of the illumination light L irradiated to the subject S in order to obtain an image (second image) optimal for observing the subject S. . That is, the control unit 6 converts the first illumination light having the light intensity distribution set as one parameter into the second illumination light having the optimum light intensity distribution for observing the subject S. Perform the operation.
具体的に、制御部6は、第1の照明光を第2の照明光に変換するための演算方法として、先ず、第1の画像をフーリエ変換により二値化した画像に変換する。
図4(a)に示す第1の画像をフーリエ変換により二値化した画像を図4(b)に示す。図4(b)に示す二値化した画像は、図4(a)に示す第1の画像が有する空間周波数分布のうち、所定のノイズレベルを差し引いて、それを二値化して表したものである。Specifically, as a calculation method for converting the first illumination light into the second illumination light, the control unit 6 first converts the first image into a binarized image by Fourier transform.
FIG. 4B shows an image obtained by binarizing the first image shown in FIG. 4A by Fourier transform. The binarized image shown in FIG. 4B is obtained by subtracting a predetermined noise level from the spatial frequency distribution of the first image shown in FIG. 4A and binarizing it. It is.
次に、二値化した画像の主成分分析を行うことによって、第1の画像が有する空間周波数分布を求める。具体的には、この二値化された画像の空間周波数分布における中心を原点としたxy座標を考える。そして、二値化された画像の各点のうち、「0」ではなく「1」の値を持つi番目の点(1≦i≦N:Nは値を持つ点の数)のxy座標を(Xi,Yi)としたときに、下記式(1)で表される2行2列の行列について、2つの固有値を演算により求める。
なお、二値化した画像の主成分分析には、上述した主成分分析に限らず、それ以外の分析方法を用いることも可能である。Next, the spatial frequency distribution of the first image is obtained by performing principal component analysis of the binarized image. Specifically, xy coordinates with the center in the spatial frequency distribution of the binarized image as the origin are considered. Then, among the points of the binarized image, the xy coordinates of the i-th point (1 ≦ i ≦ N: N is the number of points having a value) having a value of “1” instead of “0”. Assuming that (X i , Y i ), two eigenvalues are obtained by calculation for a 2-by-2 matrix represented by the following formula (1).
The principal component analysis of the binarized image is not limited to the principal component analysis described above, and other analysis methods can be used.
制御部6は、この演算結果から第1の画像が有する空間周波数分布の広がりや方向性などを分析し、被検体Sの形状を推定しながら、この演算結果を第2の照明光の形成に反映させる。 The control unit 6 analyzes the spatial frequency distribution spread and directionality of the first image from the calculation result, and estimates the shape of the subject S while using the calculation result to form the second illumination light. To reflect.
すなわち、制御部6は、この演算結果に基づいて、被検体Sに照射される照明光Lの光軸と直交する2つの方向の光強度分布を調整する制御を行う。具体的には、2つの方向の光強度分布のうち、第1の画像の空間周波数分布に関して高空間周波数成分に対応する方向の光強度分布を強調する制御を行う。代替的に又は付加的に、第1の画像の空間周波数分布に関して低空間周波数成分に対応する方向の光強度分布を絞る制御を行う。 That is, the control unit 6 performs control to adjust the light intensity distribution in two directions orthogonal to the optical axis of the illumination light L irradiated to the subject S based on the calculation result. Specifically, control is performed to emphasize the light intensity distribution in the direction corresponding to the high spatial frequency component with respect to the spatial frequency distribution of the first image among the light intensity distributions in the two directions. Alternatively or additionally, control is performed to reduce the light intensity distribution in the direction corresponding to the low spatial frequency component with respect to the spatial frequency distribution of the first image.
例えば、第2の照明光としては、楕円環状の空間周波数分布を有する照明光Lを用いる。
第2の照明光のパラメータ設定の一例を次に示す。式(1)に示す行列の2つの固有値のうち、大きい方の固有値に対応する固有ベクトルの向きと、楕円環の長軸の向きとを一致させる。楕円環の長軸の長さは、対物レンズ15の瞳径に一致させる。楕円環の短軸の長さは、被検体Sが有する高周波数成分が強調されるように、楕円環の長軸の長さに対して(小さい方の固有値/大きい方の固有値)の2乗倍にする。これにより、被検体Sを観察するのに最適な光強度分布を有する第2の照明光を求めることができる。For example, illumination light L having an elliptical annular spatial frequency distribution is used as the second illumination light.
An example of the second illumination light parameter setting is shown below. Of the two eigenvalues of the matrix shown in equation (1), the direction of the eigenvector corresponding to the larger eigenvalue is matched with the direction of the major axis of the elliptical ring. The length of the long axis of the elliptical ring is matched with the pupil diameter of the objective lens 15. The length of the minor axis of the elliptical ring is the square of (the smaller eigenvalue / the larger eigenvalue) with respect to the length of the major axis of the elliptical ring so that the high-frequency component of the subject S is emphasized. Double. Thereby, the second illumination light having the optimum light intensity distribution for observing the subject S can be obtained.
制御部6は、このような第2の照明光を得るために、空間光変調素子10の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)10aを、例えば図4(c)に示すような楕円環状とする制御を行う。 In order to obtain such second illumination light, the control unit 6 makes an aperture (area through which the illumination light L passes) 10a of the spatial light modulator 10 an ellipse as shown in FIG. 4C, for example. Control to make the ring.
次に、制御部6は、第2の照明光を被検体Sに照射したときに、固体撮像素子5が生成する被検体Sの第2の画像を取得する。例えば、図4(d)は、第2の照明光を用いて得られた第2の画像の一例を示す顕微鏡写真である。 Next, the control unit 6 acquires a second image of the subject S generated by the solid-state imaging device 5 when the subject S is irradiated with the second illumination light. For example, FIG. 4D is a photomicrograph showing an example of the second image obtained using the second illumination light.
図4(a)に示す第1の画像と、図4(d)に示す第2の画像との比較から、第2の画像が第1の画像よりも分解能が高く、コントラストも向上していることがわかる。 From the comparison between the first image shown in FIG. 4A and the second image shown in FIG. 4D, the second image has higher resolution than the first image and the contrast is improved. I understand that.
以上のように、本実施形態によれば、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布(形状)を最適化し、被検体Sの高分解能且つ高コントラストな画像を得ることによって、被検体Sを最適の状態で観察することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, the light intensity distribution (shape) of the illumination light L irradiated to the subject S is optimized, and a high-resolution and high-contrast image of the subject S is obtained. It is possible to observe the sample S in an optimum state.
なお、第2の照明光については、上述した高空間周波数成分に対応する方向の光強度分布を強調したり、低空間周波数成分に対応する方向の光強度分布を絞ったりすることで、光軸と直交する面内において異方的な光強度分布を有する照明光L、特に光軸と直交する面内において楕円環状の光強度分布を有する照明光Lを用いることが可能である。 For the second illumination light, the optical axis is enhanced by emphasizing the light intensity distribution in the direction corresponding to the high spatial frequency component described above or by narrowing the light intensity distribution in the direction corresponding to the low spatial frequency component. It is possible to use illumination light L having an anisotropic light intensity distribution in a plane perpendicular to the surface, particularly illumination light L having an elliptical light intensity distribution in a plane perpendicular to the optical axis.
一方、制御部6による演算結果から、被検体Sを観察するのに最適な光強度分布として、第2の照明光が等方的な光強度分布を有する場合もある。この場合、被検体Sに照射される照明光L(第2の照明光)の光強度分布は、上述した楕円環状ではなく、円環状が最適な形状となる。 On the other hand, the second illumination light may have an isotropic light intensity distribution as the optimal light intensity distribution for observing the subject S from the calculation result by the control unit 6. In this case, the light intensity distribution of the illumination light L (second illumination light) irradiated to the subject S is not the elliptical ring shape described above, but an annular shape is the optimal shape.
したがって、制御部6は、このような第2の照明光を得るために、空間光変調素子10の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)10aを、例えば図5に示すような円環状とする制御を行う。なお、絞りの開口10aの外径dは、上記演算結果に基づいて最適な値に設定される。 Therefore, in order to obtain such second illumination light, the control unit 6 provides an aperture opening (a region through which the illumination light L passes) 10a of the spatial light modulation element 10 in an annular shape as shown in FIG. Control is performed. The outer diameter d of the aperture 10a of the diaphragm is set to an optimum value based on the calculation result.
また、制御部6による演算結果から、第1の画像の空間周波数分布が所定の閾値を超えない場合においては、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布を点光源に近い状態に調整することも可能である。すなわち、第1の画像が有する空間周波数分布の広がりが所定の領域より小さい場合には、楕円状の照明光Lではなく、点光源に近い照明光Lを用いることができる。 Further, based on the calculation result by the control unit 6, when the spatial frequency distribution of the first image does not exceed a predetermined threshold, the light intensity distribution of the illumination light L irradiated to the subject S is made close to a point light source It is also possible to adjust. That is, when the spread of the spatial frequency distribution of the first image is smaller than a predetermined region, the illumination light L close to a point light source can be used instead of the elliptical illumination light L.
なお、第2の照明光としては、上述した楕円環状や円環状などの環状(輪体状)の照明光Lを用いるだけでなく、環状(輪体)の一部が分断された形状の照明光Lを用いてもよい。
すなわち、本実施形態では、第1の画像に基づいて、その空間周波数分布の広がりや方向性などを反映した最適な光強度分布を有する第2の照明光を得るために、空間光変調素子10における絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)10aを自由に変化させることが可能である。In addition, as the second illumination light, not only the above-described annular (annular) illumination light L such as an elliptical ring shape or an annular shape, but also illumination having a shape in which a part of the annular shape (ring body) is divided. Light L may be used.
That is, in the present embodiment, the spatial light modulation element 10 is used to obtain the second illumination light having the optimum light intensity distribution reflecting the spread and directionality of the spatial frequency distribution based on the first image. It is possible to freely change the aperture of the stop (region through which the illumination light L passes) 10a.
また、顕微鏡装置1により観察した別の被検体Sの画像を図6及び図7に示す。図6及び図7に示す画像のうち、(a)は第1の照明光を用いて得られた第1の画像、(b)は第1の画像をフーリエ変換により二値化した画像、(c)は空間光変調素子の絞りの開口を楕円環状とした場合の平面図、(d)は第2の照明光を用いて得られた第2の画像を示す。 Moreover, the image of another subject S observed with the microscope apparatus 1 is shown in FIG.6 and FIG.7. Among the images shown in FIGS. 6 and 7, (a) is a first image obtained by using the first illumination light, (b) is an image obtained by binarizing the first image by Fourier transform, (c) is a plan view when the aperture of the diaphragm of the spatial light modulator is elliptical, and (d) is a second image obtained using the second illumination light.
図6及び図7に示すように、何れも第2の画像が第1の画像よりも分解能が高く、コントラストも向上していることがわかる。 As shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that the second image has higher resolution and improved contrast than the first image.
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態として図8に示す顕微鏡装置50について説明する。
図8は、第2の実施形態として示す顕微鏡装置50の概略構成図である。(Second Embodiment)
Next, a microscope apparatus 50 shown in FIG. 8 will be described as a second embodiment.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a microscope apparatus 50 shown as the second embodiment.
第2の実施形態として図8に示す顕微鏡装置50は、観察対象である被検体Sに照明光Lを照射し、被検体Sからの透過光Lpの位相差を明暗差に変換することによって得られた被検体Sの拡大像を観察する位相差顕微鏡を構成するものである。 The microscope apparatus 50 shown in FIG. 8 as the second embodiment is obtained by irradiating the subject S to be observed with the illumination light L and converting the phase difference of the transmitted light Lp from the subject S into a light / dark difference. The phase-contrast microscope for observing the magnified image of the subject S is formed.
具体的に、顕微鏡装置50は、照明光Lを出射する光源51と、光源51からの照明光Lを被検体Sに照射する照明光学系52と、被検体Sからの透過光Lpを結像する結像光学系53と、結像光学系53により結像された透過光Lpを受光し電気信号に変換して被検体Sの画像を生成する固体撮像素子54と、各部の制御を行う制御部55とを備えている。 Specifically, the microscope apparatus 50 forms an image of the light source 51 that emits the illumination light L, the illumination optical system 52 that irradiates the subject S with the illumination light L from the light source 51, and the transmitted light Lp from the subject S. An imaging optical system 53 that performs imaging, a solid-state imaging device 54 that receives the transmitted light Lp imaged by the imaging optical system 53 and converts it into an electrical signal to generate an image of the subject S, and a control that controls each part. Part 55.
照明光学系52と結像光学系53との間には、ステージ56が配置されている。
ステージ56は、被検体Sが設置される設置面56aを有している。また、ステージ56は、その面内において互いに直交する2つの方向(図8中に示すX軸方向及びY軸方向)に移動操作される。これにより、被検体Sの観察位置を任意に変更することが可能となっている。さらに、ステージ56は、高さ方向(図8中に示すZ軸方向)に移動操作される構成であってもよい。A stage 56 is disposed between the illumination optical system 52 and the imaging optical system 53.
The stage 56 has an installation surface 56a on which the subject S is installed. The stage 56 is moved and operated in two directions (X-axis direction and Y-axis direction shown in FIG. 8) orthogonal to each other in the plane. Thereby, it is possible to arbitrarily change the observation position of the subject S. Further, the stage 56 may be configured to be moved and operated in the height direction (Z-axis direction shown in FIG. 8).
以下では、光源51から出射された照明光Lの光軸(光束の中心軸)をZ軸方向とし、このZ軸と直交する面内において互いに直交する2つの方向をX軸方向及びY軸方向として説明する。なお、図8では、光源51から出射された照明光Lを破線で模式的に示している。 In the following, the optical axis (center axis of the light beam) of the illumination light L emitted from the light source 51 is defined as the Z-axis direction, and two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the Z-axis are the X-axis direction and the Y-axis direction. Will be described. In FIG. 8, the illumination light L emitted from the light source 51 is schematically shown by a broken line.
光源51は、例えば白色光などの可視光又はその近傍の波長域の光を照明光Lとして照射する。光源51には、反射鏡等を利用して自然光や白色蛍光灯、白色電球などの外部光源からの光を照明光Lとして用いることができる。また、光源51には、ハロゲンランプやタングステンランプなどの内部光源からの光を照明光Lとして用いることができる。 The light source 51 irradiates, as illumination light L, visible light such as white light or light in a wavelength region in the vicinity thereof. As the light source 51, natural light or light from an external light source such as a white fluorescent lamp or a white light bulb can be used as the illumination light L using a reflecting mirror or the like. Further, as the light source 51, light from an internal light source such as a halogen lamp or a tungsten lamp can be used as the illumination light L.
また、光源51には、発光ダイオード(LED)等を用いてもよい。この場合、光源51は、例えば赤、青、緑の各波長の光を発するLEDの組み合わせにより構成することができる。また、これら波長の異なるLEDの点灯及び消灯を制御することによって、光源51が発する照明光の波長を可変に制御できる。 The light source 51 may be a light emitting diode (LED) or the like. In this case, the light source 51 can be configured by a combination of LEDs that emit light of each wavelength of red, blue, and green, for example. Moreover, the wavelength of the illumination light emitted from the light source 51 can be variably controlled by controlling the turning on and off of the LEDs having different wavelengths.
照明光学系52は、光源51側から順に、第1のコンデンサレンズ57と、第1の空間光変調素子58と、第2のコンデンサレンズ59とが配置された構成を有している。 The illumination optical system 52 has a configuration in which a first condenser lens 57, a first spatial light modulation element 58, and a second condenser lens 59 are arranged in this order from the light source 51 side.
第1のコンデンサレンズ57及び第2のコンデンサレンズ59は、光源51から出射された照明光Lをステージ56上の被検体Sに集光させる。 The first condenser lens 57 and the second condenser lens 59 collect the illumination light L emitted from the light source 51 on the subject S on the stage 56.
第1の空間光変調素子58は、結像光学系53の瞳位置に対して共役となる位置に配置されている。第1の空間光変調素子58は、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布を可変に調整するもの(絞り)である。この絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)58aの形状や大きさ等を自由に変化させることが可能となっている。第1の空間光変調素子58には、図1に示す空間光変調素子10と同じものを用いることができる。 The first spatial light modulator 58 is disposed at a position that is conjugate with the pupil position of the imaging optical system 53. The first spatial light modulator 58 is a device (a diaphragm) that variably adjusts the light intensity distribution of the illumination light L applied to the subject S. It is possible to freely change the shape, size, and the like of the aperture (area through which the illumination light L passes) 58a. As the first spatial light modulator 58, the same element as the spatial light modulator 10 shown in FIG. 1 can be used.
結像光学系53は、ステージ56側から順に、対物レンズ60と、第2の空間光変調素子61とが配置された構成を有している。 The imaging optical system 53 has a configuration in which an objective lens 60 and a second spatial light modulation element 61 are arranged in order from the stage 56 side.
対物レンズ60は、被検体Sからの透過光Lpを固体撮像素子54の受光面上に結像させる。 The objective lens 60 images the transmitted light Lp from the subject S on the light receiving surface of the solid-state imaging device 54.
第2の空間光変調素子61は、結像光学系53の瞳位置又はその近傍に配置されている。また、第1の空間光変調素子58と第2の空間光変調素子61とは、互いに共役な位置に配置されている。 The second spatial light modulator 61 is arranged at or near the pupil position of the imaging optical system 53. Further, the first spatial light modulation element 58 and the second spatial light modulation element 61 are arranged at conjugate positions to each other.
第2の空間光変調素子61は、被検体Sからの透過光Lpに付加する位相の空間分布を可変に調整する。第2の空間光変調素子61は、例えば、透過光Lpに付加する位相を0°又は±90°に調整する。
具体的に、第2の空間光変調素子61は、被検体Sからの透過光Lpのうち、被検体Sを通過した直接光(0次光)を4分の1波長(±90°)だけ位相がずれた状態で透過させる位相変調領域61aと、この位相変調領域61aの周囲に被検体Sで回折した回折光をそのままの位相(0°)で透過させる回折光透過領域61bとを有している。The second spatial light modulator 61 variably adjusts the spatial distribution of the phase added to the transmitted light Lp from the subject S. For example, the second spatial light modulator 61 adjusts the phase added to the transmitted light Lp to 0 ° or ± 90 °.
Specifically, the second spatial light modulator 61 transmits the direct light (0th-order light) that has passed through the subject S out of the transmitted light Lp from the subject S by a quarter wavelength (± 90 °). A phase modulation region 61a that transmits light in a phase-shifted state, and a diffracted light transmission region 61b that transmits the diffracted light diffracted by the subject S around the phase modulation region 61a with the same phase (0 °). ing.
第2の空間光変調素子61は、回折光透過領域61bに対して位相変調領域61aの形状や大きさ等を自由に変化させることが可能である。このような第2の空間光変調素子61としては、例えば液晶パネル(液晶素子)などを用いることができる。 The second spatial light modulation element 61 can freely change the shape, size, and the like of the phase modulation region 61a with respect to the diffracted light transmission region 61b. As such a second spatial light modulator 61, for example, a liquid crystal panel (liquid crystal element) or the like can be used.
さらに、第2の空間光変調素子61は、上述した位相の空間分布と共に、被検体Sからの透過光Lpを透過させる透過率の空間分布を可変に調整する機能を有することができる。一般に、第2の空間光変調素子61を通過する透過光Lpのうち、位相変調領域61aを透過する直接光は、回折光透過領域61bを透過する回折光に比べて光強度が強いため、NDフィルタ等を用いて光強度を弱める調整を行う。 Further, the second spatial light modulation element 61 can have a function of variably adjusting the spatial distribution of the transmittance for transmitting the transmitted light Lp from the subject S together with the spatial distribution of the phase described above. In general, of the transmitted light Lp that passes through the second spatial light modulator 61, direct light that passes through the phase modulation region 61a has higher light intensity than diffracted light that passes through the diffracted light transmission region 61b. Make adjustments to reduce the light intensity using a filter or the like.
なお、このようなNDフィルタについては、例えば特表2010−507119号公報に開示されているような透過率の空間分布を可変に調整できる光学素子などを用いることができる。また、第2の空間光変調素子61には、このような光学素子等を付加したものを用いることができる。 As such an ND filter, for example, an optical element capable of variably adjusting the spatial distribution of transmittance as disclosed in JP 2010-507119 A can be used. In addition, the second spatial light modulator 61 may be one with such an optical element added.
固体撮像素子54は、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどの受光波長の異なる受光素子を複数有するものからなり、上述した結像光学系53により結像された透過光Lpを受光し電気信号(画像信号)に変換して制御部55に出力する。 The solid-state imaging element 54 includes a plurality of light receiving elements having different light receiving wavelengths, such as a CCD image sensor and a CMOS image sensor, and receives the transmitted light Lp imaged by the imaging optical system 53 described above to receive an electrical signal ( Image signal) and output to the controller 55.
制御部55は、コンピュータ(CPU)等からなり、その内部に記録された制御プログラムに従って、顕微鏡装置50の各部を駆動するための制御等を行う。また、制御部55は、各部の制御を実行するための演算等を行う。制御部55には、例えば液晶表示パネルなどのモニター(表示部)62が接続されている。 The control unit 55 includes a computer (CPU) and the like, and performs control for driving each unit of the microscope apparatus 50 in accordance with a control program recorded therein. In addition, the control unit 55 performs calculations for executing control of each unit. For example, a monitor (display unit) 62 such as a liquid crystal display panel is connected to the control unit 55.
以上のような構造を有する顕微鏡装置50では、光源51から出射された照明光Lが第1のコンデンサレンズ57を通過することによって、平行な照明光Lに変換される。その後、この平行な照明光Lが第1の空間光変調素子58に入射する。
そして、第1の空間光変調素子58の開口58aを通過した照明光Lが第2のコンデンサレンズ59を通過することによって、平行な照明光Lに変換される。その後、この平行な照明光Lがステージ56の設置面56a上に載置された被検体Sに照射される。In the microscope apparatus 50 having the above structure, the illumination light L emitted from the light source 51 is converted into parallel illumination light L by passing through the first condenser lens 57. Thereafter, the parallel illumination light L is incident on the first spatial light modulator 58.
Then, the illumination light L that has passed through the opening 58 a of the first spatial light modulator 58 passes through the second condenser lens 59 and is converted into parallel illumination light L. Thereafter, the parallel illumination light L is irradiated to the subject S placed on the installation surface 56 a of the stage 56.
被検体Sからの透過光Lpが対物レンズ60を通過した後、第2の空間光変調素子61に入射する。このとき、被検体Sからの透過光Lpのうち、位相変調領域61aを透過した直接光が、4分の1波長だけ位相がずれた状態で、NDフィルタで減光された後、固体撮像素子54の受光面上に結像される。一方、回折光透過領域61bを透過した回折光がそのままの位相(0°)で、固体撮像素子54の受光面上に結像される。位相差顕微鏡では、これら直進光と回折光との干渉によって、位相の変化を光の明暗として観察することが可能である。 The transmitted light Lp from the subject S passes through the objective lens 60 and then enters the second spatial light modulator 61. At this time, direct light transmitted through the phase modulation region 61a out of the transmitted light Lp from the subject S is attenuated by the ND filter in a state where the phase is shifted by a quarter wavelength, and then the solid-state imaging device. An image is formed on 54 light receiving surfaces. On the other hand, the diffracted light transmitted through the diffracted light transmitting region 61b is imaged on the light receiving surface of the solid-state image sensor 54 with the same phase (0 °). In the phase contrast microscope, it is possible to observe the change in the phase as the brightness of light by the interference between the straight light and the diffracted light.
そして、固体撮像素子54が受光した透過光Lpを電気信号(画像信号)に変換して制御部55に出力する。これにより、制御部55が被検体Sの画像を生成し、その画像をモニター62に表示することが可能となっている。 Then, the transmitted light Lp received by the solid-state imaging device 54 is converted into an electrical signal (image signal) and output to the control unit 55. Thus, the control unit 55 can generate an image of the subject S and display the image on the monitor 62.
ところで、本実施形態の顕微鏡装置50では、被検体Sを観察するのに最適な画像を得るために、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布、及び被検体Sからの透過光Lpに付加する位相の空間分布を最適化するための制御を行っている。 By the way, in the microscope apparatus 50 of the present embodiment, in order to obtain an optimal image for observing the subject S, the light intensity distribution of the illumination light L irradiated to the subject S and the transmitted light from the subject S Control is performed to optimize the spatial distribution of the phase added to Lp.
具体的に、制御部55は、第1の空間光変調素子58(A1モード)が光源51からの照明光Lを基に(下記の調整前に)形成した第1の照明光を被検体Sに照射し、且つ、第2の空間光変調素子61(B1モード)が被検体Sからの透過光を透過させたときに、固体撮像素子54が生成する被検体Sの第1の画像を取得する制御を行う。
制御部55は、この第1の画像に基づいて、第1の空間光変調素子58が被検体Sに照射される第1の照明光の光強度分布を調整すると共に、第2の空間光変調素子61が被検体Sからの透過光に付加する位相の空間分布を調整する制御を行う。
さらに、制御部55は、第1の空間光変調素子58(A2モード)が前記第1の照明光の光強度分布の調整後に形成した第2の照明光を被検体Sに照射し、且つ、第2の空間光変調素子61(B2モード)が透過光に付加する位相の空間分布を調整したときに、固体撮像素子54が生成する被検体Sの第2の画像を取得する制御を行う。
すなわち、制御部55の制御の下で、照明光学系52は、A1モードの第1の空間光変調素子58を介して第1の照明光で被検体Sを照明する。結像光学系53は、B1モードの第2の空間変調素子61を介して、第1の照明光で照明された被検体Sの像を結像する。固体撮像素子54は、第1の照明光で照明された被検体Sの像を含む、結像光学系53からの光を受光する。制御部55は、固体撮像素子53から出力される第1の画像に関する信号に基づいて、第1の空間光変調素子58及び第2の空間光変調素子61をA2モード及びB2モードにそれぞれ調整する。照明光学系52は、A2モードの第1の空間光変調素子58を介して第2の照明光で被検体Sを照明する。結像光学系53は、B2モードの第2の空間変調素子61を介して、第2の照明光で照明された被検体Sの像を結像する。固体撮像素子54は、第2の照明光で照明された被検体Sの像を含む、結像光学系53からの光を受光するとともに、第2の画像に関する信号を出力する。Specifically, the control unit 55 uses the first illumination light formed by the first spatial light modulator 58 (A1 mode) based on the illumination light L from the light source 51 (before the adjustment described below) as the subject S. When the second spatial light modulator 61 (B1 mode) transmits the transmitted light from the subject S, the first image of the subject S generated by the solid-state imaging device 54 is acquired. Control.
Based on the first image, the control unit 55 adjusts the light intensity distribution of the first illumination light applied to the subject S by the first spatial light modulation element 58 and also performs the second spatial light modulation. The element 61 controls to adjust the spatial distribution of the phase added to the transmitted light from the subject S.
Further, the control unit 55 irradiates the subject S with the second illumination light formed by the first spatial light modulator 58 (A2 mode) after adjusting the light intensity distribution of the first illumination light, and When the second spatial light modulation element 61 (B2 mode) adjusts the spatial distribution of the phase added to the transmitted light, control is performed to acquire the second image of the subject S generated by the solid-state imaging element 54.
That is, under the control of the control unit 55, the illumination optical system 52 illuminates the subject S with the first illumination light via the first spatial light modulation element 58 in the A1 mode. The imaging optical system 53 forms an image of the subject S illuminated with the first illumination light via the second spatial modulation element 61 in the B1 mode. The solid-state imaging device 54 receives light from the imaging optical system 53 including an image of the subject S illuminated with the first illumination light. The control unit 55 adjusts the first spatial light modulation element 58 and the second spatial light modulation element 61 to the A2 mode and the B2 mode, respectively, based on the signal related to the first image output from the solid-state imaging element 53. . The illumination optical system 52 illuminates the subject S with the second illumination light via the A2 mode first spatial light modulator 58. The imaging optical system 53 forms an image of the subject S illuminated with the second illumination light via the second spatial modulation element 61 in the B2 mode. The solid-state imaging device 54 receives light from the imaging optical system 53 including an image of the subject S illuminated with the second illumination light, and outputs a signal related to the second image.
第1の照明光については、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布が円環状となるように、制御部55が第1の空間光変調素子58を制御する。すなわち、第1の空間光変調素子58の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)58aを、例えば図9Aに示すような円環状とする制御を行う。 For the first illumination light, the control unit 55 controls the first spatial light modulation element 58 so that the light intensity distribution of the illumination light L applied to the subject S has an annular shape. That is, control is performed so that the aperture (area through which the illumination light L passes) 58a of the first spatial light modulator 58 is formed in an annular shape as shown in FIG. 9A, for example.
また、絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)58aは、対物レンズ60の瞳(対物瞳)を完全に覆う大きさとする。すなわち、絞りの開口58aの外径dは、対物瞳よりも大きくなっている。 Further, the aperture of the stop (area through which the illumination light L passes) 58a is set to a size that completely covers the pupil (objective pupil) of the objective lens 60. That is, the outer diameter d of the aperture opening 58a is larger than the objective pupil.
第2の空間光変調素子61については、図9Bに示すように、回折光透過領域61bに対する位相変調領域61aの形状が、第1の空間光変調素子58の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)58aに対応した形状、すなわち円環状となるように、制御部55が第2の空間光変調素子61を制御する。 As for the second spatial light modulation element 61, as shown in FIG. 9B, the shape of the phase modulation region 61a with respect to the diffracted light transmission region 61b is the aperture of the diaphragm of the first spatial light modulation device 58 (passing the illumination light L The control unit 55 controls the second spatial light modulator 61 so as to have a shape corresponding to the region 58a, that is, an annular shape.
そして、制御部55は、この第1の照明光を被検体Sに照射し、且つ、第2の空間光変調素子61が被検体Sからの透過光を透過させたときに、固体撮像素子54が生成する被検体Sの第1の画像を取得する。 Then, the control unit 55 irradiates the subject S with the first illumination light, and when the second spatial light modulation element 61 transmits the transmitted light from the subject S, the solid-state imaging element 54. A first image of the subject S generated by is acquired.
次に、制御部55は、被検体Sを観察するのに最適な画像(第2の画像)を得るために、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布を調整する制御を行う。すなわち、制御部55は、1つのパラメータとして設定された光強度分布を有する第1の照明光を、被検体Sを観察するのに最適な光強度分布を有する第2の照明光に変換するための演算を行う。 Next, the control unit 55 performs control to adjust the light intensity distribution of the illumination light L irradiated to the subject S in order to obtain an image (second image) optimal for observing the subject S. . That is, the control unit 55 converts the first illumination light having the light intensity distribution set as one parameter into the second illumination light having the optimum light intensity distribution for observing the subject S. Perform the operation.
具体的に、制御部55は、第1の照明光を第2の照明光に変換するための演算方法として、上記第1の実施形態と同じ演算方法を用いることができる。すなわち、制御部55は、第1の実施形態と同じ演算方法を用いて、上記第1の画像が有する空間周波数分布の広がりや方向性などを分析し、被検体Sの形状を推定しながら、この演算結果を第2の照明光の形成に反映させる。これにより、被検体Sを観察するのに最適な光強度分布を有する第2の照明光を求めることができる。 Specifically, the control unit 55 can use the same calculation method as that of the first embodiment as a calculation method for converting the first illumination light into the second illumination light. That is, the control unit 55 analyzes the spread and directionality of the spatial frequency distribution of the first image using the same calculation method as that in the first embodiment, and estimates the shape of the subject S, The calculation result is reflected in the formation of the second illumination light. Thereby, the second illumination light having the optimum light intensity distribution for observing the subject S can be obtained.
制御部55は、このような第2の照明光を得るために、第1の空間光変調素子58の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)58aを、例えば図10Aに示すような楕円環状とする制御を行う。 In order to obtain such second illumination light, the control unit 55 defines an aperture (a region through which the illumination light L passes) 58a of the first spatial light modulator 58 as an ellipse as shown in FIG. 10A, for example. Control to make the ring.
また、第2の空間光変調素子61については、回折光透過領域61bに対する位相変調領域61aの形状が、第1の空間光変調素子58の絞りの開口(照明光Lを通過させる領域)58aに対応した形状、すなわち図10Bに示すような楕円環状となるように、制御部55が第2の空間光変調素子61を制御する。 For the second spatial light modulator 61, the shape of the phase modulation region 61a with respect to the diffracted light transmission region 61b is the aperture of the diaphragm of the first spatial light modulator 58 (region through which the illumination light L passes) 58a. The control unit 55 controls the second spatial light modulator 61 so as to have a corresponding shape, that is, an elliptical ring shape as shown in FIG. 10B.
このように、制御部55は、第1の空間光変調素子58と第2の空間光変調素子61とを互いに同期させながら、第1の空間光変調素子58の開口(照明光Lを通過させる領域)58aと、第2の空間光変調素子61の位相変調領域61aとの形状が常に共役となるように、それぞれの調整を行っている。 As described above, the control unit 55 allows the first spatial light modulation element 58 and the second spatial light modulation element 61 to synchronize with each other while allowing the opening of the first spatial light modulation element 58 (the illumination light L to pass through). (Region) 58a and the phase modulation region 61a of the second spatial light modulator 61 are adjusted so that the shapes are always conjugate.
次に、制御部55は、この第2の照明光を被検体Sに照射し、且つ、第2の空間光変調素子61が透過光に付加する位相の空間分布を調整したときに、固体撮像素子54が生成する被検体Sの第2の画像を取得する。これにより、第1の画像よりも高分解能且つ高コントラストの第2の画像を得ることが可能である。 Next, when the control unit 55 irradiates the subject S with the second illumination light and adjusts the spatial distribution of the phase added to the transmitted light by the second spatial light modulation element 61, solid-state imaging is performed. A second image of the subject S generated by the element 54 is acquired. Thereby, it is possible to obtain a second image with higher resolution and higher contrast than the first image.
以上のように、本実施形態によれば、被検体Sに照射される照明光Lの光強度分布(形状)、並びに被検体Sからの透過光Lpに付加する位相の空間分布を最適化し、被検体Sの高分解能且つ高コントラストな画像を得ることによって、被検体Sを最適の状態で観察することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, the light intensity distribution (shape) of the illumination light L irradiated to the subject S and the spatial distribution of the phase added to the transmitted light Lp from the subject S are optimized. By obtaining a high-resolution and high-contrast image of the subject S, it is possible to observe the subject S in an optimal state.
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明の顕微鏡装置は、上述した明視野顕微鏡や位相差顕微鏡を構成するものの以外にも、被検体Sからの反射光や散乱光によって得られた被検体Sの拡大像を観察する暗視野顕微鏡を構成するもの等であってもよい。In addition, this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the microscope apparatus of the present invention is a dark device for observing an enlarged image of the subject S obtained by reflected light or scattered light from the subject S, in addition to those constituting the above-described bright field microscope and phase contrast microscope. What constitutes a field microscope may be used.
また、上記モニター16,62に被検体Sの画像を表示する際には、上記第1の画像と上記第2の画像とを別々に表示するだけでなく、第1の画像と第2の画像とを並べて表示することも可能である。 Further, when displaying the image of the subject S on the monitors 16 and 62, not only the first image and the second image are displayed separately, but also the first image and the second image. Can be displayed side by side.
また、本発明の顕微鏡装置は、モニター16,62に表示された被検体Sの画像を観察するものに限らず、接眼レンズ(図示せず。)を通して被検体Sの画像を観察するものであってもよい。 In addition, the microscope apparatus of the present invention is not limited to observing the image of the subject S displayed on the monitors 16 and 62, and observes the image of the subject S through an eyepiece (not shown). May be.
1…顕微鏡装置(第1の実施形態) 2…光源 3…照明光学系 4…結像光学系 5…固体撮像素子 6…制御部 7…ステージ 8…第1のコンデンサレンズ 9…波長フィルタ 10…空間光変調素子 10a…開口(照明光を通過させる領域) 11…第2のコンデンサレンズ 12…液晶パネル 14…DMD 15…対物レンズ 16…モニター(表示部)。
50…顕微鏡装置(第2の実施形態) 51…光源 52…照明光学系 53…結像光学系 54…固体撮像素子 55…制御部 56…ステージ 57…第1のコンデンサレンズ 58…第1の空間光変調素子 59…第2のコンデンサレンズ 60…対物レンズ 61…第2の空間光変調素子 61a…位相変調領域 61b…回折光透過領域 62…モニター(表示部)。
S…被検体 L…照明光。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microscope apparatus (1st Embodiment) 2 ... Light source 3 ... Illumination optical system 4 ... Imaging optical system 5 ... Solid-state image sensor 6 ... Control part 7 ... Stage 8 ... 1st condenser lens 9 ... Wavelength filter 10 ... Spatial light modulation element 10a ... Aperture (area through which illumination light passes) 11 ... Second condenser lens 12 ... Liquid crystal panel 14 ... DMD 15 ... Objective lens 16 ... Monitor (display unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Microscope apparatus (2nd Embodiment) 51 ... Light source 52 ... Illumination optical system 53 ... Imaging optical system 54 ... Solid-state image sensor 55 ... Control part 56 ... Stage 57 ... 1st condenser lens 58 ... 1st space Light modulation element 59 ... second condenser lens 60 ... objective lens 61 ... second spatial light modulation element 61a ... phase modulation area 61b ... diffracted light transmission area 62 ... monitor (display unit).
S: Subject L: Illumination light.
本発明の態様に従えば、光源と、光源からの光で被検体を照明する照明光学系であり、光強度分布を調整可能な空間光変調素子を有する照明光学系と、被検体からの光を結像する結像光学系と、結像光学系からの光に基づき被検体の画像を生成する固体撮像素子と、空間光変調素子を調整可能な制御装置であり、第1の照明光で被検体を照明するときに固体撮像素子から出力される第1の画像に基づいて、空間光変調素子を調整して被検体を第2の照明光で照明する制御装置と、を備え、制御装置は、第1の画像をフーリエ変換により二値化した画像に変換した後に、二値化した画像の主成分分析を行うことによって、第1の画像が有する空間周波数分布を求め、空間光変調素子は、第1の画像の空間周波数分布に基づいて、光軸と直交する2つの方向の光強度分布を調整することを特徴とする顕微鏡装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, a light source, an illumination optical system that illuminates the subject with light from the light source, an illumination optical system that includes a spatial light modulation element capable of adjusting the light intensity distribution, and light from the subject An image forming optical system that forms an image of the object, a solid-state image sensor that generates an image of the subject based on light from the image forming optical system, and a control device that can adjust the spatial light modulation element. based on the first image output from the solid-state imaging device when illuminating the subject, and a control device for illuminating the object by adjusting a spatial light modulator in the second illumination light, the control device Obtains the spatial frequency distribution of the first image by performing a principal component analysis of the binarized image after converting the first image into a binarized image by Fourier transform, and a spatial light modulation element Is orthogonal to the optical axis based on the spatial frequency distribution of the first image Microscope apparatus is provided and adjusts the light intensity distribution of One direction.
Claims (16)
前記光源からの光で被検体を照明する照明光学系であり、光強度分布を調整可能な空間光変調素子を有する前記照明光学系と、
前記被検体からの光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系からの光に基づき前記被検体の画像を生成する固体撮像素子と、
前記空間光変調素子を調整可能な制御装置であり、第1の照明光で前記被検体を照明するときに前記固体撮像素子から出力される第1の画像に基づいて、前記空間光変調素子を調整して前記被検体を第2の照明光で照明する、前記制御装置と、
を備えることを特徴とする顕微鏡装置。A light source;
An illumination optical system that illuminates a subject with light from the light source, the illumination optical system having a spatial light modulation element capable of adjusting a light intensity distribution;
An imaging optical system for imaging light from the subject;
A solid-state imaging device that generates an image of the subject based on light from the imaging optical system;
The control device is capable of adjusting the spatial light modulation element, and based on a first image output from the solid-state imaging device when illuminating the subject with first illumination light, the spatial light modulation element Adjusting and illuminating the subject with second illumination light; and
A microscope apparatus comprising:
前記空間光変調素子は、その演算結果に基づいて、前記被検体に照射される照明光の光強度分布を調整することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。The control unit performs an operation for converting the first illumination light into the second illumination light,
The microscope apparatus according to claim 1, wherein the spatial light modulation element adjusts a light intensity distribution of illumination light irradiated on the subject based on a calculation result.
前記空間光変調素子は、前記第1の画像の前記空間周波数分布に基づいて、光軸と直交する2つの方向の光強度分布を調整することを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡装置。The control unit converts the first image into a binarized image by Fourier transform, and then performs a principal component analysis of the binarized image, thereby obtaining a spatial frequency distribution of the first image. Seeking
The microscope apparatus according to claim 2, wherein the spatial light modulation element adjusts the light intensity distribution in two directions orthogonal to the optical axis based on the spatial frequency distribution of the first image.
前記結像光学系は、前記被検体からの透過光に付加する位相の空間分布を可変に調整する第2の空間光変調素子を含み、
前記制御部は、前記第1の空間光変調素子が前記光源からの照明光を基に形成した第1の照明光を前記被検体に照射し、且つ、前記第2の空間光変調素子が前記被検体からの透過光を透過させたときに、前記固体撮像素子が生成する前記被検体の第1の画像を取得し、
前記第1の画像に基づいて、前記第1の空間光変調素子が前記被検体に照射される前記第1の照明光の光強度分布を調整すると共に、前記第2の空間光変調素子が前記被検体からの透過光に付加する位相の空間分布を調整し、
前記第1の空間光変調素子が前記第1の照明光の光強度分布の調整後に形成した第2の照明光を前記被検体に照射し、且つ、前記第2の空間光変調素子が前記透過光に付加する位相の空間分布を調整したときに、前記固体撮像素子が生成する前記被検体の第2の画像を取得する制御を行うことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の顕微鏡装置。The illumination optical system includes a first spatial light modulation element that variably adjusts a light intensity distribution of illumination light irradiated on the subject,
The imaging optical system includes a second spatial light modulator that variably adjusts the spatial distribution of the phase added to the transmitted light from the subject,
The control unit irradiates the subject with first illumination light formed by the first spatial light modulator based on illumination light from the light source, and the second spatial light modulator is Obtaining a first image of the subject generated by the solid-state imaging device when transmitted light from the subject is transmitted;
Based on the first image, the first spatial light modulation element adjusts the light intensity distribution of the first illumination light irradiated onto the subject, and the second spatial light modulation element Adjust the spatial distribution of the phase added to the transmitted light from the subject,
The first spatial light modulation element irradiates the subject with second illumination light formed after adjusting the light intensity distribution of the first illumination light, and the second spatial light modulation element transmits the transmission light. The control for acquiring the second image of the subject generated by the solid-state imaging device when the spatial distribution of the phase added to the light is adjusted is performed. The microscope apparatus described in 1.
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DE102020108117B4 (en) | 2020-03-24 | 2023-06-15 | Evident Technology Center Europe Gmbh | Microscope and method of operating a microscope |
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TWI831078B (en) * | 2020-12-11 | 2024-02-01 | 國立中央大學 | Optical system and optical image processing method by applying image restoration |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07225341A (en) * | 1993-12-17 | 1995-08-22 | Olympus Optical Co Ltd | Phase contrast microscope |
JP2003121749A (en) * | 2001-08-09 | 2003-04-23 | Olympus Optical Co Ltd | Microscope |
JP2009237109A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Nikon Corp | Phase-contrast microscope |
JP2011002514A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Phase contrast microscope |
JP2012088530A (en) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Nikon Corp | Microscope system |
JP2012220801A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Nikon Corp | Microscope system, server, and program |
JP2012222672A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Nikon Corp | Imaging apparatus and program |
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Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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NL1036459A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-14 | Asml Netherlands Bv | Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization. |
TWI414818B (en) * | 2008-12-22 | 2013-11-11 | Academia Sinica | Wide-field super-resolution optical sectioning microscopy using a spatial light modulator |
-
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-
2014
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07225341A (en) * | 1993-12-17 | 1995-08-22 | Olympus Optical Co Ltd | Phase contrast microscope |
JP2003121749A (en) * | 2001-08-09 | 2003-04-23 | Olympus Optical Co Ltd | Microscope |
JP2009237109A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Nikon Corp | Phase-contrast microscope |
JP2011002514A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Phase contrast microscope |
JP2012088530A (en) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Nikon Corp | Microscope system |
JP2012220801A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Nikon Corp | Microscope system, server, and program |
JP2012222672A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Nikon Corp | Imaging apparatus and program |
JP2012242532A (en) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Nikon Corp | Microscope system |
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